EP1508638A1 - Verfahren zur Behandlung von störende Gefässzellen enthaltendem Zellstoff - Google Patents
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- D21B1/30—Defibrating by other means
- D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
- vascular cells As is well known, fresh pulps containing rapidly growing hardwoods, especially tropical hardwoods are used, so-called vascular cells (English: vessels), which have relatively large dimensions due to the climatic conditions. you Amount of pulp is usually at 3 to 5%. These vascular cells are used in the Pulp production are not removed and are in the paper made from such a pulp disturbing, because they are responsible for certain disadvantages. So it can be e.g. that happen Vascular cells break out of the paper structure, whereby the surface deteriorates and the Paper properties are impaired. Unlike the pulp fibers, they are hydrophobic Character.
- the invention is therefore based on the object to provide a method with which it is possible to reduce the disadvantages that result from the content of vascular cells, or completely eliminate and at the same time the desired properties, such as specific volume, if possible to obtain.
- vascular cells threatening loss of quality for the pulp produced later paper no longer occur.
- the vast majority of vascular cells can be removed, and they may not removed vascular cells are anchored (fused) in the fiber composite so that they remain in it, even if the paper is claimed.
- the process is usually used in stock preparation at a paper mill. It can but also already be carried out in the pulp mill after digestion.
- Fig. 1 shows an important example for carrying out the method. That is how it works Pulp 1 in suspended form or after - not shown - dissolution in water and possibly Pre-cleaning in a thickener 2 brought to a consistency between 15 and 35%.
- the Subsequent dispersion takes place here in a known per se from the waste paper preparation Disk disperger 3. In other cases a kneading disperger can be used.
- the trimmings of disk dispersers have a very large number of slots and become relatively fast moving past each other.
- An example is shown in DE 30 47 013 A1. Knetdisperger contrast (see, e.g. DE 42 37 433 A1) have a coarser structure and work with less Relative speeds.
- the latter usually consists of a large number of highly efficient hydrocyclones, so-called cleaners, working with centrifugal fields that reach at least 200 times the gravitational acceleration.
- cleaners working with centrifugal fields that reach at least 200 times the gravitational acceleration.
- These are also known from waste paper processing.
- With the reject 7 of these cleaners will be Vascular cells deposited while accepting 8 a raw material for flawless paper quality represents. Besides the benefit of Accept 8, there are no harmful vascular cells to contain the fibers in good condition, especially what drainage properties on the Paper machine and specific volume of the paper produced.
- the in the reject 7 contained fibers may by other - not shown - Cleanerpawn possibly in combination be recovered with mechanical processing.
- the particle size 9 of the vascular cells in the range of 0.1 to 1 mm below applied, increasing to the right.
- the ordinate shows the area-related frequency 10 of the vascular cells found in the sample sheet, for example measured in 1 / mm 2 .
- the diagram has four curves that represent the relationship, depending on the treatment experienced by the pulp used. The uppermost of these curves, the curve 11, represents the frequency distribution of the vascular cells in the pulp 1, ie before it has been subjected to the process according to the invention. It turns out that in the initial state, the area-related frequency 10 is relatively high for a small particle size 9 and decreases to larger particle sizes. The merely dispersed substance 4 already has a significantly better quality, which is shown schematically in the curve 13.
- the acceptance 8 of the hydrocyclones has the distribution registered in curve 14, ie there are hardly any vascular cells present.
- the curve 12 has been determined, which lies between the curves 11 and 13 and describes the state after hydrocyclone, bypassing the disk disperger 3. It can therefore be stated that the dispersion already achieves the stated object and that in particular an excellent pulp can be produced by the combination of both process steps, which is practically free of disturbing vascular cells.
- the diagram according to FIG. 2 is intended to show the relationships only qualitatively. It is depending on Pulp species and choice of parameters deviations from this course possible, with the However, fundamental improvement by the inventive method clearly confirmed.
- the accept 8 of the hydrocyclone unit 6 After dispersion and any dilution of the pulp the accept 8 of the hydrocyclone unit 6 again be added, so that a suspension 15 is formed, which is free of interfering vascular cells.
- the in the accept 8 'of the hydrocyclone unit 6 remaining vascular cells are so small that they little disturbing even without dispersion of this partial stream.
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Abstract
Das Verfahren dient der Verbesserung von Laubholz-Zellstoff, insbesondere, wenn er aus tropischen Laubhölzern gewonnen wurde. Das Verfahren umfasst eine Dispergierung des Zellstoffes und verbindet in speziellen Ausführungsformen diese mit einer hochwirksamen Cleaner-Behandlung. Auf diese Weise lässt sich die schädliche Auswirkung der in tropischen Laubhölzern vorkommenden großen Gefäßzellen (vessels) reduzieren oder ganz beseitigen. Eine Schädigung der Zellstofffasern wird vermieden. <IMAGE>
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekanntlich enthalten Frischzellstoffe, zu deren Erzeugung schnell wachsende Laubhölzer,
insbesondere tropische Laubhölzer verwendet werden, sogenannte Gefäßzellen (englisch: vessels),
welche in Folge der klimatischen Bedingungen relativ große Abmessungen aufweisen. Ihr
Mengenanteil am Zellstoff liegt zumeist bei 3 bis 5 %. Diese Gefäßzellen werden bei der
Zellstofferzeugung nicht entfernt und sind bei dem aus einem solchen Zellstoff hergestellten Papier
störend, da sie für bestimmte Nachteile verantwortlich sind. So kann es z.B. passieren, dass die
Gefäßzellen aus dem Papiergefüge ausbrechen, wodurch sich die Oberfläche verschlechtert und die
Papiereigenschaften beeinträchtigt sind. Anders als die Zellstofffasern haben sie hydrophoben
Charakter.
Zwar ist aus der DE 198 16 621 A1 bereits ein Verfahren bekannt, um dieses Problem zu lösen, es
findet aber seine Grenzen, wenn die Zellstofffasern durch die dabei angewandte Mahlung in
unerwünschter Weise verändert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist,
die Nachteile, die sich aus dem Gehalt an Gefäßzellen ergeben, zu reduzieren oder ganz zu
beseitigen und gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften, wie z.B. spezifisches Volumen, möglichst
zu erhalten.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale in Verbindung
mit denen des Oberbegriffs gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, dass die durch die genannten Gefäßzellen
drohenden Qualitätseinbußen für das aus dem Zellstoff später hergestellte Papier nicht mehr
auftreten. Der weit überwiegende Teil der Gefäßzellen kann entfernt werden, und die eventuell nicht
entfernten Gefäßzellen werden so im Faserverbund verankert (verfilzt), dass sie darin verbleiben,
auch wenn das Papier beansprucht wird.
Das Verfahren wird üblicherweise in der Stoffaufbereitung einer Papierfabrik angewendet. Es kann
aber auch bereits in der Zellstofffabrik nach dem Aufschluss durchgeführt werden.
Die Erfindung wird erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- ein vereinfacht dargestelltes Verfahrensbeispiel;
- Fig. 2
- ein Diagramm;
- Fig. 3
- eine vereinfacht dargestellte Verfahrensvariante.
Das Schema der Fig. 1 zeigt ein wichtiges Beispiel zur Durchführung des Verfahrens. So wird der
Zellstoff 1 in suspendierter Form oder nach - nicht gezeigter - Auflösung in Wasser und eventueller
Vorreinigung in einem Eindicker 2 auf eine Konsistenz zwischen 15 und 35 % gebracht. Die
anschließende Dispergierung erfolgt hier in einem an sich aus der Altpapier-Aufbereitung bekannten
Scheibendisperger 3. In anderen Fällen kann ein Knetdisperger verwendet werden. Die Garnituren
von Scheibendispergern haben eine sehr große Anzahl von Schlitzen und werden relativ schnell
aneinander vorbei bewegt. Ein Beispiel zeigt die DE 30 47 013 A1. Knetdisperger dagegen (s. z.B.
DE 42 37 433 A1) haben eine gröbere Struktur und arbeiten mit geringeren
Relativgeschwindigkeiten.
Nach Verdünnung des dispergierten Stoffes 4 in der Bütte 16 wird bei der hier dargestellten
Ausführungsform die Suspension mit einer Stoffpumpe 5 durch eine Hydrozyklonanlage 6 gepumpt.
Letztere besteht im Regelfall aus einer Vielzahl hochwirksamer Hydrozyklone, sogenannte Cleaner,
die mit Zentrifugalfeldern arbeiten, die mindestens das 200-Fache der Erdbeschleunigung erreichen.
Auch diese sind aus der Altpapier-Aufbereitung bekannt. Mit dem Rejekt 7 dieser Cleaner werden
Gefäßzellen abgeschieden, während der Akzept 8 einen Rohstoff für einwandfreie Papierqualität
darstellt. Neben dem Vorteil des Akzeptes 8, keine schädlichen Gefäßzellen zu enthalten, sind auch
die Fasern in gutem Zustand, insbesondere was Entwässerungseigenschaften auf der
Papiermaschine und spezifisches Volumen des erzeugten Papiers betrifft. Die im Rejekt 7
enthaltenen Fasern können durch weitere - nicht gezeigte - Cleanerstufen eventuell in Verbindung
mit mechanischer Bearbeitung zurückgewonnen werden.
Im Diagramm der Fig. 2 ist die Partikelgröße 9 der Gefäßzellen im Bereich von 0,1 bis 1 mm unten
aufgetragen, nach rechts zunehmend. Die Ordinate zeigt die flächenbezogene Häufigkeit 10 der im
Probeblatt gefundenen Gefäßzellen, z.B. gemessen in 1/mm2. Das Diagramm weist vier Kurven auf,
die den Zusammenhang darstellen, je nach dem welche Behandlung der eingesetzte Zellstoff
erfahren hat. Die oberste dieser Kurven, die Kurve 11, stellt die Häufigkeitsverteilung der
Gefäßzellen im Zellstoff 1 dar, also bevor dieser dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen
wurde. Dabei zeigt sich, dass im Ausgangszustand die flächenbezogene Häufigkeit 10 bei einer
kleinen Partikelgröße 9 relativ hoch ist und zu größer werdenden Partikelgrößen abfällt. Der lediglich
dispergierte Stoff 4 hat bereits eine deutlich bessere Qualität, was schematisch in der Kurve 13
dargestellt ist. Nach Durchführung des Verfahrens in der in Fig. 1 gezeigten Form hat der Akzept 8
der Hydrozyklone die in Kurve 14 eingetragene Verteilung, d.h. es sind kaum noch Gefäßzellen
vorhanden. In einem Vergleichsversuch ist noch die Kurve 12 ermittelt worden, die zwischen den
Kurven 11 und 13 liegt und die den Zustand nach Hydrozyklon unter Umgehung des
Scheibendispergers 3 beschreibt. Man kann also feststellen, dass die Dispergierung bereits die
gestellte Aufgabe löst und dass insbesondere durch die Kombination beider Verfahrensschritte ein
ausgezeichneter Faserstoff erzeugt werden kann, der praktisch frei ist von störenden Gefäßzellen.
Selbst wenn im Akzept 8 noch ein Rest von Gefäßzellen vorhanden ist, sind diese sehr stark mit den
Zellstofffasern verfilzt, wie es sich mit Hilfe von rasterelekronischen Aufnahmen von aus dieser
Suspension gebildeten Blättern klar erkennen ließ, so dass auch von diesen keine
qualitätsschädigende Wirkung mehr ausgehen kann.
Das Diagramm gemäß der Fig. 2 soll die Zusammenhänge nur qualitativ zeigen. Es sind je nach
Zellstoffart und Wahl der Parameter Abweichungen von diesem Verlauf möglich, wobei sich die
grundsätzliche Verbesserung durch das erfindungsgemäße Verfahren jedoch eindeutig bestätigt.
Eine Möglichkeit, das Problem der Gefäßzellen mit einer weiteren Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zu lösen, zeigt die Fig. 3. Demnach werden die Zellstofffasern in der
Hydrozyklonanlage 6 wiederum von Gefäßzellen gereinigt, aber bereits vor der Dispergierung. Dann
ist der Rejekt 7' der Hydrozyklonanlage 6 stark mit Gefäßzellen angereichert, so dass die
anschließende Dispergerbehandlung gezielt auf die Zerkleinerung und Verfilzung dieser Gefäßzellen
gerichtet werden kann. Wegen der weitaus geringeren Menge bleiben Energieverbrauch und
apparativer Aufwand in engen Grenzen, so dass diese Variante besonders wirtschaftlich ist. Auch
Faserverluste und Faserschädigung lassen sich noch leichter vermeiden. Nach der Dispergierung
und eventuellen Verdünnung kann der Faserstoff dem Akzept 8 der Hydrozyklonanlage 6 wieder
zugegeben werden, so dass eine Suspension 15 entsteht, die frei ist von störenden Gefäßzellen. Die
im Akzept 8' der Hydrozyklonanlage 6 enthaltenen restlichen Gefäßzellen sind so klein, dass sie
auch ohne Dispergierung dieses Teilstromes wenig stören.
Claims (8)
- Verfahren zur Behandlung einer störende Gefäßzellen enthaltenden, insbesondere aus Laubholz hergestellten Frischzellstoffsuspension, durch das die Schädlichkeit der Gefäßzellen ausreichend beseitigt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Zellstofffasern und Gefäßzellen bei einer hohen Konsistenz, vorzugsweise zwischen 15 und 35 % dispergiert wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch nach dem Dispergieren bei einer niedrigen Konsistenz, vorzugsweise unter 3 % in Hydrozyklonen fraktioniert wird und dass dabei zumindest der überwiegende Teil der Gefäßzellen bei einer Konsistenz unter 3 % in Hydrozyklonen ausgeschieden wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Gemisch bei einer Konsistenz unter 3 % der überwiegende Teil der Gefäßzellen als Rejekt (7') von Hydrozyklonen ausgeschieden und dass der Rejekt (7') anschließend bei einer Konsistenz zwischen 15 und 35 % dispergiert wird. - Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergierung in einem Scheibendisperger bei einer Konsistenz von 25 bis 35 % durchgeführt wird und dass dabei eine spezifische Arbeit von mehr als 70 kWh/t übertragen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergierung in einem Knetdisperger bei einer Konsistenz von 25 bis 35 % durchgeführt wird und dass dabei eine spezifische Arbeit von mehr als 90 kWh/t übertragen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergierung bei einer Temperatur unter 70° C durchgeführt wird. - Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass am Zulauf in die Hydrozyklone eine Konsistenz von weniger als 1,3 %, vorzugsweise unter 0,8 %, eingestellt wird. - Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass am Hydrozyklon ein Rejektstrom kontinuierlich abgezogen wird, dessen Größe 10 - 30 Vol% des Zulaufstromes zum Hydrozyklon entspricht.
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Effective date: 20070702 |
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| GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20091124 |